風電項目水土流失特點及水保措施研究

李輝生

（山西新安工程設計咨詢有限公司,山西 太原 030006）

0 引言

風力資源是具有成熟開發(fā)利用技術和規(guī)模化開發(fā)前景的可再生能源［1］。目前,國家已將新能源的開發(fā)提到了戰(zhàn)略高度,風能將是未來一段時間新能源發(fā)展的重點。風電場在開發(fā)過程中會引起一定程度的水土流失和植被破壞［2］。因此,科學制定適宜的生態(tài)修復和植被恢復措施成為急需解決的關鍵問題。

1 工程概況

大唐白玉山風電場100 MW風電項目位于山西省朔州市平魯區(qū),項目裝機容量為100 MW,配套28 臺箱式變壓器,28臺風力發(fā)電機及箱變,分為4 回集電線路單元。集電線路采用架空方式接至新建35 kV升壓站母線側。工程等別為Ⅱ等,工程規(guī)模為大（2）型。項目組成主要包括風力發(fā)電機及箱變、升壓站、施工生產(chǎn)生活區(qū)、輸電線路、交通道路等。

2 水土流失特點

風電建設項目由于需要擴建場地道路,占地規(guī)模大且分散,而風機基礎、升壓站、集成電路等會引起大面積地表擾動開挖,損毀原有植被。綜合表現(xiàn)為破壞地表植被,降低生態(tài)功能,擾動植被結構,復綠難度加大,同時改變了景觀格局和環(huán)境要素。

2.1 風力發(fā)電機及箱變

項目將布置28 臺風機,與其配套的28 臺箱式變壓器,發(fā)電機組輪轂高度為105 m,葉輪直徑171 m。共計占地面積13.72 hm2,區(qū)域施工期間需動用土石方總量為22.74 萬m3。風機、箱變在施工過程中進行大量的挖、填、棄、運等作業(yè),擾動破壞了原有地表,堆積的松散土堆造成嚴重的水土流失。箱變平臺的開挖過程亦會造成荷載不平衡狀態(tài),改變區(qū)域地面秦時強度。

2.2 輸電線路

輸電線路包括場內(nèi)集電線路和施工生產(chǎn)生活區(qū)臨時供電線路。集電線路總長47.29 km,集電線路采用架空的方式接入升壓站,共修建鐵塔262 座,集電線路總占地面積3.69 hm2,其中永久占地0.66 hm2,臨時占地3.03 hm2,占地類型為其他草地和旱地。輸電線路共計占地面積3.74 hm2,其中永久占地0.66 hm2,臨時占地3.08 hm2,占地類型為其他草地和旱地。輸電線路工程動用總土石方量為2.86 萬m3,其中挖方1.43 萬m3,填方1.43 萬m3。輸電線路施工過程中,需要平整場地、開挖基坑,架設塔架等作業(yè),會改變土壤結構、破壞原地貌特征,造成水土流失。

2.3 施工生產(chǎn)生活區(qū)

施工場地區(qū)域內(nèi)布置了砂石料堆場、機械修配及綜合加工廠、倉庫布置、施工臨時生活區(qū)等。施工生產(chǎn)生活區(qū)總占地面積為1.10 hm2,均屬于臨時占地,占地類型為草地。施工期間主體場平及構建筑物安裝共動用土石方總量為0.20萬m3,其中挖方0.10 萬m3,填方0.10 萬m3,總體挖填平衡。

2.4 交通道路

交通道路包括風場檢修道路和施工便道。風場檢修道路總長29 km,其中新建道路22.0 km,改擴建道路長7.0 km。根據(jù)地形劃分,交通道路1.20 km為爬山段,27.8 km為平緩段。風場檢修道路總占地面積為17.53 hm2,其中永久占地面積為13.05 hm2,臨時占地面積為4.48 hm2,占地類型為喬木林地、旱地、其他草地和農(nóng)村道路。

除了利用現(xiàn)有道路,還需建設諸多施工便道。修建過程中,切削山坡,挖填路塹,擾動大量土體,臨時土地堆放致使水土嚴重流失。

3 水保措施

項目區(qū)屬于永定河上游國家級水土流失重點治理區(qū),水土流失防治目標：水土流失治理度為95%、土壤流失控制比0.9、渣土防護率為97%、表土保護率95%、林草植被恢復率97%、林草覆蓋率為27%。

根據(jù)項目區(qū)水土流失防治分區(qū)的地形條件和水土流失特點,按照水土流失防治措施布設原則形成一個完整嚴密科學的水土流失防治體系。分區(qū)防治措施總體布局見圖1。

圖1 水土流失防治措施系圖

3.1 風力發(fā)電機及箱變防治區(qū)

（1）風力發(fā)電機及箱變?nèi)空嫉貐^(qū)域表土剝離及回覆39660 m3；剝離表土面積（13.22 hm2）大于表土回覆面積（12.82 hm2）,因此本區(qū)域后期擬植被恢復區(qū)域均可進行覆土處理,回覆表土于風機平臺和邊坡坡面,回覆表土厚度為0.31 m,表土剝離實施時段為場地平整前、表土回覆實施時段為各風機平臺吊裝結束后施工,可分階段實施,建成一片實施一片。

（2）7臺風力發(fā)電機及箱變吊裝場地邊坡坡腳采用植生袋填筑擋護,需裝土植生袋1465.66 m3,17臺風力發(fā)電機及箱變吊裝場地邊坡坡腳采用干砌石擋墻,需干砌石2997.44 m3；實施時段為場地平整前。

（3）施工結束后對占用草地區(qū)域進行土地整治,整治面積12.82 hm2；實施時段為吊裝結束后。

（4）對臨時占地進行植被恢復,面積為12.82 hm2,栽植油松32050 株,檸條128200 株,撒播黑麥草、白羊草各274.60 kg；實施時段為吊裝結束后,三年幼林撫育。

（5）風機基礎土方開挖臨時堆土防護網(wǎng)苫蓋,需防護網(wǎng)16800 m2。表土臨時堆放需防護網(wǎng)苫蓋18400 m2。實施時段為主體工程施工過程中。

3.2 施工生產(chǎn)生活區(qū)防治區(qū)

（1）施工前對施工生產(chǎn)生活區(qū)進行表土剝離,剝離面積0.45 hm2,表土剝離量1350 m3,表土回覆量1350 m3；表土剝離實施時段為場地平整前、表土回覆實施時段為場地拆除后。

（2）施工結束后,對施工生產(chǎn)生活區(qū)進行土地整治,整地面積0.60 hm2；實施時段為場地拆除后。

（3）對臨時占地進行植被恢復,面積為0.60 hm2,栽植油松1500 株,檸條6000 株,撒播黑麥草、白羊草共12.85 kg；實施時段為場地拆除后,三年幼林撫育。

（4）堆料臨時堆放苫蓋防護網(wǎng)300 m2。實施時段為施工過程中。

（5）對區(qū)域砂石料堆場區(qū)域采用鋪設土工布（機械碾壓區(qū)鋪設鋼板）的方式進行防護,需土工布1500 m2。實施時段為施工過程中。

（6）表土堆土表面臨時防護網(wǎng)苫蓋300 m2。實施時段為施工過程中。

3.3 輸電線路防治區(qū)

根據(jù)集電線路施工特點及擾動形式,由于塔基區(qū)和電桿進行基礎施工,需進行大開挖,因此僅對塔基和電桿區(qū)域進行表土剝離,剝離面積為0.67 hm2,剝離厚度為0.3 m,剝離量為2010 m3,將剝離的表土收集起來,架空線路區(qū)表土堆放于塔基施工區(qū),每個塔基基礎處設置一處集中堆放點,待施工結束后對植被恢復區(qū)域進行表土回覆,表土回覆量為2010 m3。按工程量調(diào)整系數(shù)1.10 考慮,表土剝離量2211 m3,表土回覆量2211m3。施工結束后表土回覆至塔基施工區(qū)域,回覆區(qū)面積扣除每個塔基的四個基座后為0.56 hm2,由于本區(qū)域剝離表土面積大于表土回覆面積,因此本區(qū)域后期擬植被恢復區(qū)域均可進行覆土處理,無需外借土方。

施工結束后,對臨時占地區(qū)域土地整治,主要針對塔基施工區(qū)、材料站、牽張場、施工便道等占地,需達到后期植被恢復要求,整治面積3.08 hm2,其中復耕面積0.67 hm2,植被恢復面積2.41 hm2。整地內(nèi)容包括整地區(qū)域的推松、拖平、灑水等內(nèi)容,采用74 kW推土機進行粗整、人工細整的方式,要求整治區(qū)域土質(zhì)疏松、濕潤、滿足植被恢復的基本要求。集電線路線路施工結束后對線路區(qū)占地區(qū)域進行植被恢復,根據(jù)集電線路的行業(yè)特點,線路周圍不宜栽植喬木的要求,對塔基周圍區(qū)域采用灌草結合的方式進行綠化。

3.4 交通道路防治區(qū)

道路區(qū)為滿足大件運輸和后期便于檢修,需進行開挖平整擾動,但由于部分路段為在原有路面的基礎上改擴建,原有路面不具備表土剝離條件,因此,交通道路區(qū)域剝離表土范圍為占地范圍內(nèi)除占用農(nóng)村道路以外的占地區(qū)域。交通道路剝離表土面積為16.99 hm2,剝離厚度為0.3 m,剝離量為50970 m3,施工期間表土分散堆放在各路段并采取防護措施,施工結束后表土回覆至道路臨時路面及邊坡區(qū)域,施工結束后表土回覆至道路臨時路面及邊坡區(qū)域,回覆區(qū)域總占地扣除檢修道路永久保留路面占地面積后,回覆面積為6.04 hm2,由于本區(qū)域剝離表土面積大于表土回覆面積,因此本區(qū)域后期擬植被恢復區(qū)域均可進行覆土處理,覆土厚度適當增加,回覆厚度為0.85 m,無需外借土方。表土剝離實施時段為場地平整前、表土回覆實施時段為平整結束后。交通道路施工過程中嚴禁沿坡傾倒。

4 結語

風電場水土流失呈現(xiàn)點多面廣的特征。場內(nèi)風機平臺、施工生活區(qū)、交通道路存在大量的土石方挖填置換,不可避免地破壞原有地表形態(tài),人為加劇水土流失。因此,結合工程特征,從風力發(fā)電機及箱變區(qū)、施工生活區(qū)、輸電線路防治區(qū)、交通道路防治區(qū)等防治分區(qū)入手,因地制宜,做好防治體系布設工作。